第3章图像处理技术与应用-基础.pdf

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1、第第3 3章章 图像处理技术与应用图像处理技术与应用 3.1 3.1 图像基础图像基础知识知识 3.2 3.2 图像处理软件图像处理软件Photoshop CSPhotoshop CS 图形与图像图形与图像 图像的基本属性图像的基本属性 色彩与颜色模型色彩与颜色模型 图像的数字化图像的数字化 图像文件的格式图像文件的格式 3.1 3.1 图像基础图像基础知识知识 图图 形形 图图 像像 组成组成 用计算机指令来表示一幅图，如画点、 画线、画圆、画矩形等。 由像素点组成,每个像素点用若干二进制位 表示其颜色、亮度和饱和度等属性。 优点优点 任意缩放不变形 适合表现自然界真实的景象 缺点缺点 不适

2、合描述复杂图形及真实世界 所需存储空间比较大 1 1图形与图像图形与图像 像素：像素：组成图像的基本单位，数字化过程中最小的采样点。 图像大小：图像大小：构成图像横向和纵向的像素点数目。 分辨率分辨率：72ppi，打印时一般设为300ppi。 像素深度：像素深度：每个像素点所用二进制的位数，RGB彩色图像至 少为24位，每个像素点可以有 224（约1600多万）种颜色中的 一种。 2 2图像的基本属性图像的基本属性 （1 1）色彩的）色彩的产生产生 物体本身是无色的，是光使物体有了颜色。 3 3色彩与颜色模型色彩与颜色模型 例如：在3ds Max的场景中放置了一个茶壶和一盏泛光灯，不同灯光颜色

3、 下茶壶所呈现的颜色。 色彩的三要素：色彩的三要素：色相、亮度和饱和度色相、亮度和饱和度 色相色相 亮 度 增 加 饱和度增加饱和度增加 色相色相：色彩的外在表现，如红色、绿色和蓝色等。 亮度：亮度：人眼感觉到的颜色明亮程度。 饱和度：饱和度：色彩的纯度，即颜色的深浅程度。 光色三原色：红红绿绿蓝（蓝（R RG GB B） 任何颜色都可以用红、绿、蓝3种颜色按不同的比例混合而成； 红绿蓝是白光分解后的主要色光，符合人眼的视觉生理效应； 红绿蓝相互独立，其中一种色光不能由另外两种混合而成。 三原色（三基色）三原色（三基色） 印刷三原色：青色青色、品红色品红色、黄色黄色（CMY） 颜料三原色：红黄

4、蓝红黄蓝(符合人眼的感觉实际符合人眼的感觉实际) 颜色模型：颜色模型：描述和表示颜色的一种抽象的数学模型。 计算机处理图像：RGB模型 印刷彩色图像：CMYK模型 彩色电视信号传输：YUV或YIQ模型 RGBRGB颜色模型的色彩空间颜色模型的色彩空间 （4 4）颜色模型和色彩空间）颜色模型和色彩空间 色彩空间：色彩空间：用特定的颜色模型可以生成的颜色范围。 Lab颜色模型：固定的色彩空间，与设备无关； RGB、CMYK、HSB和HSL等颜色模型：与设备有关，不同设备可能具有不同 的色彩空间。每个色彩空间虽然RGB值相同，但颜色的显示效果不同。 任何一种颜色都可用红绿蓝按不同的比例混合得到。组合

5、红绿蓝三种光 波以产生特定颜色的方法称为相加混色，是编辑图像的最佳颜色模型。 颜色颜色R RG GB B RGB等量相加得到灰色； R(255)+G(255)+B(255)=白色 R(0)+G(0)+B(0)=黑色 R(128)+G(128)+B(128)=中灰色 互补色：彼此最不一样的颜色。 黄色的互补色是蓝色 绿色的互补色是品红色 红色的互补色是青色 RGBRGB模型模型 CMYK代表印刷上用的四种颜色，是最佳的色彩打印模式最佳的色彩打印模式。 颜色来自于光线照射到颜料上以后未被颜料吸收的部分光线，这种产生色彩的方式 称为相减混色。相减混色。 C（Cyan） 代表青色 M（Magenta）

6、 代表洋红或品红色 Y（Yellow） 代表黄色 K（Black） 代表黑色 C(0)+M(0)+Y(0)=白色 C(100%)+M(100%)+Y(100%)=黑色（深灰，引入黑色K ） CMYKCMYK模型模型 例如：在纸面上涂上等量的黄色和品红颜料，人眼将看到红色。因为黄色颜 料会吸收蓝色光，品红颜料会吸收绿色光，所以只反射出红色光。 红色光红色光 = = 白色光白色光 蓝色光蓝色光 绿色光绿色光 由国际照明委员会于1976年公布的一种颜色模型，理论上包括 了人眼可以看见的所有色彩，而且这种颜色模型“不依赖于设备不依赖于设备”， 在任何设备上颜色值是一样的。 L：亮度通道 a：颜色通道，

7、从深绿色到灰色再到亮粉红色 b：颜色通道，从亮蓝色到灰色再到黄色 LabLab模型模型 特点：特点： Lab模型定义的色彩最多，且与光线和设备无关， 打印时先将RGB转成Lab再转成CMYK，可尽量避免色彩失真。 三种色彩模式表示的色彩范围大小比较 Lab模式 RGB模式 CMYK模式 H H（HueHue）：色相）：色相 S S（SaturationSaturation）：饱和度）：饱和度 B B（BrightnessBrightness）：亮度）：亮度 对应色彩的三要素，基于人类感觉颜色的 方式， 可以将自然界的颜色直观地翻译成 计算机创建的颜色。 HSBHSB和和HSLHSL模型模型 色

8、相色相 亮 度 增 加 饱和度增加饱和度增加 H H（HueHue）：色相或色调）：色相或色调 S S（SaturationSaturation）：饱和度）：饱和度 L L（LightnessLightness）：亮度）：亮度 比较容易为画家所理解 3.1.2 3.1.2 图像的数字化图像的数字化 1 1采样采样: :就是把图像在空间上分割成一个M*N的网格，每一个网格 代表一个采样点。 32*32像素像素 采样的点数越多，描述的图像细节就 越丰富，图像也就越细腻而逼真，但 所需存储空间也会越大 。 放大放大10倍后即可显示出各个像素点倍后即可显示出各个像素点 3.1.2 3.1.2 图像的数

9、字化图像的数字化 2 2量化： 量化：量化位数决定了每个像素点所能表示的颜色数。 量化位数量化位数 1位：黑白图； 8位/通道：每个通道有256个灰度等级； 灰度模式时，显示为灰度图像； RGB模式时，显示为真彩色，224种颜色； 16位/通道：每个通道有216个灰度等级； 32位/通道：每个通道有232个灰度等级； 3.1.3 3.1.3 图像文件格式图像文件格式 图像格式图像格式 特特 点点 BMP文件 Windows系统采用的与设备无关的一种位图格式。 GIF文件 支持透明背景和动画效果，颜色数最多为256种，适合在网上进行传输。 PNG文件 流式网络图形格式（属于位图），像素深度可达48位，支持透明背景， 不支持动画效果。 JPG文件 一种压缩的静态图像，压缩比较大，图像质量较高。 PSD文件 Photoshop默认文件格式，保存了图像的图层和通道信息。 TGA文件 为了采集和输出电视图像而开发，是计算机图像向电视图像转换的首选 格式，大多数视频编辑软件都支持TGA图像序列文件的导入和导出。